第三章 汽车车身结构

1、第三章 汽车车身结构第一节 汽车车身的分类一、汽车车身结构类型二、轿车车身的分类第二节 车架式车身结构一、车架式车身概述二、车架类型三、车架式前车身四、车架式主车身第三节 整体式车身结构一、整体式车身的特点二、整体式车身类型教学目的：充分了解汽车是如何设计与制造的、准确识别所有损毁部件、熟知各部件在车身构造中所起作用，从而对其修理或更换做出恰当选择。第一节 汽车车身分类汽车车身主要有整体式车身和车架式车身两类车架式车身：60多年的历史，现已被整体式车身取代，目前车架式车身主要应车型0.5t和0.75t货车、越野车及大多数大型货车上。整体式车身：其设计理念与车架式车身完全不同，因此，其需要新的装

2、配技术、新的材料、完全不同的碰撞修理方法。一、汽车车身结构类型1、按用途分类：（1）客车车身：轿车车身、大客车车身（2）货车车身2、按车身壳体的结构形式分类：（1）车架式车身：车架是一个独立的部分。车身及发动机、转向机构、悬架等各种装置都固定在车架上。（2）整体式车身：整体式车身没有独立的车架，由冲压成不同形状的板件焊接成一个整体，车门、发动机等部件用螺栓连接到车上，也成为无架式车身。20世纪80年代以后，轿车基本上采用整体式车身结构，加之各种新技术的应用，使轿车整体性能达到了新的水平。由于车身结构不同，在受到碰撞产生变形或损毁时，其钣金修复的模式也不相同。一般说，对有车架式车身，宜将车架与壳

3、体拆开分别进行修复。对车架的修复主要是按技术要求恢复其几何位置，从而恢复汽车的动力性能；对壳体的修复主要是恢复其空间几何形状，更换受损件等传统钣金操作。将上述两部分试装调整后，重新进行表面装饰。对于整体式车身的修复要求则高得多，要同时考虑车身各部分相对几何位置满足汽车动力性能要求和车厢的内部结构形状要求两部分。通常只能在专门的牵引台架上采用液压牵引方法，对整体车身进行校正。3、按车身的受力情况分类按车身受力情况分类，是借用了飞机机身设计的概念。飞机设计把机身视为一个鸡蛋壳应力薄壳结构。载荷有机身承受，但作用力不集中于一点，而是分散到机身的各个部位。汽车车身并非完全的应力薄壳结构，但其受力特点与

4、机身一致，故称为承载式车身。车架式车身在和主要由车架承受，故称为非承载式车身。（1）非承载式车身。车身安装在车架上，其间衬有多个橡胶垫，载荷主要由车架承受，策划神不承受大的载荷。（2）承载式车身。这种车身结构没有独立的车架，发动机和底盘总成安装在车身上，全部载荷由车身承受。承载式车身质量轻、刚度大。二、轿车车身的分类1、按轿车车身尺寸分类（1）紧凑型轿车：又称经济型轿车，车身属于最小级别，4缸一下小型发动机、质量小、燃油经济性高。（2）中高级轿车：通常采用4缸、6缸、8缸发动机，中等质量和外形尺寸。一般采用整体式车身结构。（3）豪华轿车：轿车中最大尺寸，质量较大，通常采用V8发动机，车身有整体

5、式也由车架式的，燃油经济性较差。2、按轿车车身结构分类（1）普通轿车。（2）硬顶轿车：金属顶盖，通常无门柱或中立柱（即B柱）（3）敞篷车。（4）掀背式轿车。（5）旅行车（6）多功能车（SUV）（7）厢式车：全尺寸厢式车通常采用全周边式车架和前置后驱；微型厢式车通常采用这题是车身结构和前置前驱。（8）客货两用车（皮卡）：通常采用非承载式车身，发动机前置后驱的形式，也有四轮驱动。车身的形式虽有不同，但其强度与刚度却与车身结构的关系极大。第二节 车架式车身结构一、车架式车身概述图3-9为车架式车身典型结构。车架是车架式车身基础，它是一个高强度构架，车身和汽车上所有主要零部件都固定安装在车架上。车架必

6、须有足够的强度承受汽车运行时的各种荷载，甚至在发生碰撞时，仍能保持汽车其它部件的正常位置。图3-9 车架式车身车身车架 车身通常用螺栓固定在车架上。为了减少乘坐室内震动和噪声，车身与车架之间除放置特制橡胶垫块外，某些高级汽车车身与车架之间还安装有减震器，可将汽车高速行驶时传至车身的震动减至最小。修理此类汽车时，应当小心，以免损坏减震装置。图3-142为车身与车架组装的示意图，图中黑圈点所在位置即是橡胶座垫。二、车架类型车架式车身的车架常见的由梯形车架、X型车架和框式车架三种1、梯形车架梯形车架包含两个纵梁与一些横梁相连接（图3-10）。梯形车架的强度好，在一些货车上仍能看待。在一些小型车上还使

7、用如图3-11所示的梯形车架。但由于它的舒适性差，现在轿车上已不适用。2、X型车架（脊梁式车架）X型车架（图3-12）中间窄，刚性好，能较好的承受扭曲变形。由于这种车架侧面保护性不强，从20世纪60年代后期起已不再使用。3、框式车架框式车架在其最大宽度处支撑着车身，在车身受到侧面冲击时可为乘员提供保护。在前车门后面和后车门前面的区域形成扭力箱结构（图3-13）。在正面碰撞中，分段区域可吸收大部分的能量。在侧面碰撞中，由于中心横梁靠近前面地板边侧构件，使乘坐室受到保护；同时因乘坐室地板低，从而质心降低、空间加大。在后尾碰撞中，由后横梁和上弯车架吸收冲击振动。由于关键区域有横梁加强，避免了车架过大

8、的扭曲和弯曲。目前所使用的大多数车架都是框式车架。图3-13 具有扭力箱的框式车架三、车架式前车身车架式的前车身由散热器支架、前翼子板和前挡泥板等组成（图3-14）。由于用螺栓安装，易于分解。散热器支架由上支架、下支架和左右支架焊接而成。车架式车身的前翼子板不同于整体式车身的前翼子板，其上端内部和后端是点焊的，不仅增加了翼子板的强度和刚性，并且与前挡泥板一起降低了传到乘坐室的振动和噪音，也有利于减小悬架及发动机在侧向冲击时受到的损伤。四、车架式的主车身乘坐室与行李舱焊接在一起构成主车身，他们由围板、地板。车顶板和后盖板等组成（图3-15）。围板由车身左右前立柱、内板、外板和盖板侧外板等构成。传

9、动轴槽纵贯地板中间。横梁与地板前部焊接在一起，并安装在车架上。当乘坐室受到侧向冲击碰撞时，中部宽的车架纵梁可使乘坐室得到保护。地板的四周边缘用压花工艺做成褶皱，增加了底板的刚度，减少了震动。第三节 整车式车身的结构在20世纪80年代以前，曾经使用过半架式车身。而近几年生产的小型、中型甚至还有些大型的新型轿车，大部分采用整体式车身结构。图3-16为整体式车身典型结构一、整体式车身的特点由图3-16克可知，整体式车身由于整个车身与车架合成一体，他没有单独的车架，所以整体式也叫无架式。整个车身是由冲压成不同形状的薄钢板件用电阻点焊连接成一个整体。其特点有:(1)整体式车身的主要部件是焊接在一起的，车

10、身易于形成紧密的结构，有助于在碰撞时保护车内乘员（2）由于没有独立车架，车身紧挨地面，质心低，行驶稳定性较好。（3）整体式车身内部的空间大汽车可以小型化。（4）结构紧凑，质量轻。（5）整体式车身刚性较大，有助于向整个车身传递和分散冲击能量，使源力冲击点的一些部位也会有变形（6）当碰撞形式相同时，整体式车身的损坏要比车架式车身的损坏更为复杂，修复前要做彻底的损坏分析（7）车身一旦损坏变形，则需要采用特殊的（不会导致进一步损坏）程序来恢复原来的形状。整体式车身的检查中容易忽略碰撞点的一些不明想的损坏，而且这些损坏在以后的会引起操纵系统或动力系统的故障。整体式车身前部结构比车架式车身复杂的多，车身前

11、部不仅装有前悬架构件和操纵联动装置，而且装有发动机、传动装置等。车身前部板件承受的载荷大，要求前部车身的刚性要好。二、整体式车身的类型现在的整体式车身结构有三种基本类型：前置发动机后轮驱动（简称前置后驱，可用FR表示）；前置发动机前轮驱动（简称前置前驱，可用FF表示）和中置发动机后轮驱动（简称中置后驱，可用MR表示）。（一）前置发动机后轮驱动（FR）的车身1、前置后驱车身的特点前置后驱（FR）的车身（图3-17）被分成三个主要部分：前车身，中车身（乘坐室）和后车身。发动机、传动装置、前悬架和操纵系统装在前车身，差速器和后悬架装在后车身。中车身的地板上焊接有纵梁和横梁，有很高的轻度和刚度，可以保

12、证汽车运行的需要。前置后驱汽车的特点如下：（1）发动机、传动装置和差速器均匀分布在前、后轮之间，减轻了操纵系统的操纵力。（2）发动机纵向放置在前车身的副车架或支撑梁上。（3）发动机可单独拆卸和安装，便于车身的修理操作。（4）传动轴安装在地板下的通道内，减少了乘坐室的内部空间。（5）由于发动机传动系及后轮由前到后布置，因而汽车的振动和噪声源也分布在汽车的前面和后面。2、前置后驱的前车身前置后驱的前车身由前横梁、前悬架横梁，散热器支架。前挡泥板、前围板、前围上盖板及前纵梁等组成（图3-18）。由于发动机、悬架和转向装置都安装在前挡泥板和前纵梁上，且前车身的强度和精度影响前轮的定位和传到乘坐时的振动

13、和噪声，因此要求前车身制造精度并具有较高的强度。车身外覆盖件，如发动机罩、前翼子板、前围板等是用螺栓、螺母和铰链固定，其他的部件都焊接在一起，以减轻车身质量，增加车身强度。3、前置后驱的侧面车身前置后驱的侧面车身结构如图3-19所示，前立柱、中立柱、门槛版、车顶纵梁等部件都采用三层板设计，同时应用了大量的高强度钢，以防止来自前方、后方和侧面的碰撞引起中部车身变形。车身立柱、门槛版、车顶纵梁、车顶板和地板等共同形成乘坐室。在行驶中这些板件把从车底部传来的载荷传递到汽车的上部部件，并组织车声向左右侧弯曲。车身立柱也作为门的支架，在汽车翻倒时能保持乘坐室的完整性。车身的侧面由于车门其强度被消弱，因而

14、其立柱等用内外板件来加强，形成一个坚固的箱型结构。4、前置后驱的底部车身底部车身主要由前后纵梁、地板主纵梁、地板及横梁等构成（图3-20）。前纵梁形同车架的框架。随着悬架和车身底部结构的大小和形状的不同这些部件的形状和基本布局会有变化。（1）底部车身前段。底部车身前段由前纵梁、前横梁构成。由于要安装发动机、悬架等部件，并影响前车轮的定位，这些都建都用高强度钢支撑箱形截面。前纵梁均为上弯式，在板件上都有加工的预应力区，在碰撞时这些构件将会弯曲并吸收冲击能量，在正面碰撞时可以邮箱的保护乘坐室。图3-21表示了前置后驱底部车身不同的前段结构。（2）底部车身中段。底部车身中段主要由地板、地板横梁和地板

15、主纵梁等构成（图3-22）。前置后驱车身因为变速器的纵向放置，并且有传动轴传递动力至后方，所以需要较大的车底拱起空间。因此乘坐室内只能提供较小的腿部活动空间（图3-23）。前置后驱车型一般适用于较大车身的轿车上。地板中间拱起为传动轴通道，地板拱起加强了地板的强度，他能阻止地板扭曲。此外，地板主纵梁位于前后排座下面地板的两侧，从而加强了左侧和右侧的刚性，在侧面碰撞中可防止地板扭曲。（3）底部车身后段。底部车身后段主要由后纵梁、后地板横梁、中央地板及行李舱地板等构成（图3-24）。后纵梁从后排座下边到接近后桥处并上弯延伸到后桥。此弯曲结构像前纵梁一样，可以吸收后部碰撞时的能量。另外后纵梁后段和后纵

16、梁是分开的，以便修理车身时更换作业。当燃油箱固定于地板下面时（悬浮式）（图3-25）后纵梁后半部具有坚韧而不弯曲的特性，不过在弯曲区域（向上弯曲）设计成容易发生折损变形，当发生后部碰撞时可以保护燃油箱。5、前置后驱的后车身前置后驱的后车身有轿车形式（图3-26）和旅行车形式（图3-27）两种类型，前者行李舱和乘坐室分离；后者乘坐室和行李舱不分开。在轿车中，后围上盖板和后座软垫托架连接在后侧板和后地板上，可防止车身扭曲。旅行车没有单独的后车身，采用加大顶盖内侧板及后窗下部框架，将顶盖内侧板延伸至后侧板等措施来加强车身的刚度。6、车门车门包括外板、内板、加强梁（杆）和门框。其中内板、加强梁和防撞梁

17、以点焊结合在一起，而内板和外板通常是以折边连接。另外，车门窗框通常是由点焊和铜焊结合而成，车门的形式大致分为：窗框车门、冲压成行车门和无窗框车门三种（图3-28）7、发动机罩发动机罩包括外板、内板和加强梁等（图3-29）。内板和外板的四周以折边连接取代焊接。为了确保发动机罩铰链和发动机罩锁支架的刚性和强度，将加强梁电焊在内板上，将密封胶涂抹在内板和外板的某些间隙当中，以确保外板有足够的张力。8、行李箱盖：加工工艺等与发动机盖类似（二）前置发动机前轮驱动（FF）的车身1、前置前驱车身的特点前置前驱（FF）的发动机安装在车身的前面并由前轮驱动，车身结构与图3-17的类似。由于没有传动轴，乘坐室的空

18、间可以加大。同时发动机、变速驱动桥、前悬架和操纵机构都设置在车身前部，车身前部部件承受载荷比较大，所以前置前驱的车身前部强度和前置后驱的有很大不同。其特点有：（1）变速器与差速器结合成一体，没有传动轴，车身质量显著减小。（2）因噪声和振动源多在车身的前部，汽车的总体噪声和振动减少。（3）前悬架和前轮的负荷增大。（4）车身的内部空间增大。（5）燃油箱可设在车地板下面，使行李厢的面积增大，其内部也变得更加平整。（6）由于发动机装在前面，碰撞时有向前惯性力，所以发动机的安装组件要相应加强。前置前驱的发动机可以纵向放置，也可以横向放置，当纵向放置是发动机职称如图3-31所示，发动机由连接左右前纵梁的前悬架横梁支撑。这种发动机的放置与后轮驱动发动